13
длины молекулярной цепи используются только две валентности углерода,
остальные валентности насыщаются водородом или функциональными группа-
ми (например, карбоксильной). В том случае, если третья или третья и четвёр-
тая валентности служат для дальнейшего
роста макромолекулы того же
состава, что и основная цепь, образуются разветвлённые полимеры. Раствори-
мость таких полимеров зависит от числа разветвлений, то есть для химической
обработки буровых растворов могут использоваться полимеры, число разветв-
лений которых ещё позволяет ему растворяться в дисперсионной среде. Про-
странственные
полимеры
состоят
из
линейных
или
разветвлённых
макромолекул, между которыми образуются поперечные связи, обеспечиваю-
щие их нерастворимость в дисперсионной среде.
Поведение высокомолекулярных веществ зависит от
наличия в них свя-
зей, сильно отличающихся энергиями (например, химические связи внутри
макромолекул и водородные между макромолекулами), гибкости цепей, обу-
словленных вращением звеньев, и вида функциональных групп. Вращение це-
пей происходит при неизменных валентных углах молекулы, атомы которых
соединены
одинарной связью, и приводит к образованию различных структур,
переходящих одна в другую без разрыва химических связей. На подвижность
углеводородной цепи благоприятно влияет наличие двойной связи в смежных
атомах. Таким образом, макромолекула может свёртываться в спираль, глобулу
или клубок, или вытягиваться в зависимости от минерализации среды, темпера-
туры или водородного показателя. Гибкость макромолекул зависит от концен-
трации полимера, числа полярных групп и боковых цепей.
Необходимо отметить, что гибкость цепей выше у линейных полимеров,
что связано как с зигзагообразной формой макромолекул (идеальный случай) и
множества одинарных связей. У разветвлённых
полимеров она значительно
ниже. Короткие и часто расположенные боковые цепи увеличивают жёсткость
макромолекул вследствие возрастания энергетического барьера вращения от-
дельных звеньев. Причём при определённой концентрации разветвлённые по-
лимеры образуют в растворах глобулярные агрегаты (мицеллы), объединяющие
до нескольких сотен молекул вещества.
По своим свойствам разветвлённые полимеры напоминают свойства по-
верхностно-активных веществ, поэтому многие исследователи относят их к
коллоидным ПАВ и называют защитными коллоидами. Гибкость макромолеку-
лы зависит от температуры, концентрации полимера, функциональных групп и
других факторов. Повышение температуры увеличивает подвижность макро-
молекул, понижение – уменьшает. При этом низкие температуры приводят к
14
тому, что линейные полимеры стремятся растянуться и кристаллизуются. Гиб-
кость макромолекул в концентрированных растворах всегда ниже,
чем в раз-
бавленных системах. Наличие в макромолекуле полярных групп делает её
менее подвижной из-за возможных взаимодействий, поэтому такие химические
реагенты, как эфиры целлюлозы, полиакрилаты и другие, можно отнести к по-
лимерам с цепями ограниченной гибкости. При повышении минерализации ми-
нимальной
потенциальной
энергии
гибких
макромолекул
отвечает
клубкообразная форма.
По характеру функциональных групп полимерные реагенты подразделя-
ются на ионогенные и неионогенные полиэлектролиты.
Неионогенные полимеры имеют длинную углеводородную цепь с не-
сколькими полярными группами, не диссоциирующими на ионы. Эти полярные
группы обеспечивают растворимость полимеров в воде. Функциональными
группами в неионогенных полимерах являются гидроксильные, карбонильные
и альдегидные группы, которые обеспечивают устойчивость к солевой агрессии
и повышенной жёсткости воды. К неионогенным полимерам относят оксиэти-
лированную целлюлозу, модификации гуаровой смолы, крахмальные реагенты.
Ионогенные полимеры в водных средах участвуют в
обменных реакциях
и диссоциируют с образованием полианиона или поликатиона. К анионным по-
лиэлектролитам относятся органические полимеры, функциональные группы в
которых представлены карбоксильными СООNa и сульфогруппами – SO
3
H.
Анионные свойства частично могут проявлять эфиры целлюлозы, лигносуль-
фонаты. Нередко в состав высокомолекулярных соединений входят неионоген-
ные и анионные полярные группы. К таким веществам можно отнести
биополимеры, КМЦ, ферролигносульфонат и другие.
Поликатион образуется в результате присоединения ионов водорода
амидными и аминогруппами (соответственно -СОNН
2
и -NН
2
). К катионным
можно отнести негидролизованный полиакриламид.
Амфотерные диссоциируют в зависимости от
рН среды на полианионы
или поликатионы. При этом в щелочной среде диссоциирует анионоактивная
Do'stlaringiz bilan baham: 
